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    无(wú)线(xiàn)传感器网络中路由的选择(zé)方(fāng)式解读

    作(zuò)者(zhě):管理员 发布于:1/11/2017 11:54:28 AM

        所有的(de)机器人导航都需要解决这样(yàng)的一个问题(tí):机器人如何(hé)获知通往目的地的(de)道路。在无线传感器网(wǎng)络中,无线节(jiē)点之间的(de)信息通信路由也是一个(gè)首先要解决的问(wèn)题。如前所述,由于地(dì)理信息固定,在(zài)WiME中空间路径(jìng)规划和(hé)信息(xī)通信路由完全可以以相同的方式工作。因(yīn)此下面(miàn)以路径规划来说(shuō)明这样一个路(lù)由存储和(hé)查询方式的选择问(wèn)题。
      在无线传(chuán)感器网络中,无线节(jiē)点由于能(néng)量受限,采用的是低功耗嵌(qiàn)入式处(chù)理器,其(qí)计算能(néng)力和存储空间都有限(xiàn)。WiME也不例外,一般无法(fǎ)直接存(cún)储路径信息或者将地图信息存储在节点上(shàng)从而在(zài)需要时计算出(chū)最优路径。为(wéi)此,首先考(kǎo)虑下面的4种方法。
      方(fāng)法1:作为一(yī)种常用(yòng)的(de)方法,可以查询整个地图的路(lù)径信息。由于房间数n众多(认为n不小(xiǎo)于1000),路径(jìng)数据巨大(存在n(n-1)/2条路径(jìng)),这样的地图可以由1台或多台主服务(wù)器提供(gòng)。任何一(yī)个无线节点或(huò)邻近的有限多个节点都满足不了这样的(de)存储量。一个自然的方法是将全局地(dì)图存储(chǔ)到服(fú)务器上,机器(qì)人终端(duān)在(zài)必(bì)要时从服务器(qì)上下载路径信息。这类似于(yú)GPS设备的工作方(fāng)式。
      方法2:根据使(shǐ)用(yòng)的广播(bō)式无线路(lù)由通信协议,建立一条(tiáo)到目标点的无线通信链路,并利用建(jiàn)立的这条通信线路作为(wéi)地理导(dǎo)航线(xiàn)路。
      方法3:利用动态路径(jìng)规划的(de)思(sī)想,每个节点存储(chǔ)与自身(shēn)相关的(de)一定范围内的地(dì)理信息(xī),并(bìng)生(shēng)成最优路径信息。
      方(fāng)法4:每个节点存储全局节(jiē)点(diǎn)分布(bù)的地理信(xìn)息和连接关系,在需要时(shí)与临(lín)近(jìn)的节(jiē)点协同计算出最优路径。这(zhè)是借(jiè)鉴了计算机网络中(zhōng)分布(bù)式计算(suàn)的概念。
      每种方法各(gè)有其优(yōu)劣。第1种方法修改容(róng)易,增加或删除节点只需要在主服(fú)务器端更新。第2种方法不需(xū)要事先知道节点的(de)地理位置信息,整个路径(jìng)信息是动态建立(lì)和修改的。第3种方法可以随(suí)着道路情况(kuàng)动态调整最(zuì)优路径。由于(yú)节(jiē)点能够实时观(guān)察到道路信(xìn)息,可以引入参数(shù)来(lái)反(fǎn)映当前(qián)周边道路状况,比(bǐ)如道路的堵塞程度,并由此(cǐ)动态维护这样一个包(bāo)含自身及临(lín)近区域的最(zuì)优(yōu)路径表。但是这3种方法都是在多跳通信的情况下完成(chéng)的,返(fǎn)回完整的路径信息(xī)需要较多的通信带宽和较长的(de)通信延时,这对通信协议的鲁棒性(xìng)提出了挑战。第4种方法的存储量相(xiàng)对要小,与(yǔ)节点个数同数(shù)量级(jí),但是多节点协(xié)同的最优路径的(de)实时分布式(shì)计算对于无线传(chuán)感器节点(diǎn)无疑是一个困难的问题。毕(bì)竟当前的分(fèn)布式计(jì)算仍然局(jú)限在计(jì)算(suàn)机(jī)网(wǎng)络领域。如何将分布式计算和最(zuì)新的网格计算的思想运用到无线传感器网络上,可能会成为嵌入式系统领域的(de)下一个(gè)方(fāng)向。

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